CN113130095B - 一种屏蔽一体化反应堆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种屏蔽一体化反应堆及其制备方法，屏蔽一体化反应堆包括反应堆容器以及分别设置在所述反应堆容器内的堆芯、堆芯围筒、堆内屏蔽体、换热器和主泵，所述堆芯设置在所述堆芯围筒内，所述堆内屏蔽体环设在所述堆芯围筒周侧，堆内屏蔽体与反应堆容器之间预留有用于填充冷却剂的间隔，所述换热器和主泵分别设置在所述堆内屏蔽体内且分别与间隔连通，所述换热器和所述主泵中分别含有中子吸收材料。本发明利用堆芯围筒内的堆芯发热，然后利用主泵驱动冷却剂流动，使堆芯热量传递给换热器，再利用工质将换热器的热量传递出去；通过在换热器和主泵中设置中子吸收材料，在不改变换热器和主泵正常功能的前提下，提高换热器和主泵的屏蔽性能。

Description

一种屏蔽一体化反应堆及其制备方法
技术领域
本发明涉及核反应堆相关技术领域，具体涉及一种屏蔽一体化反应堆及其制备方法。
背景技术
核电站属于大型反应堆，其功率较大，占地面积广，对体积重量要求不严格，一般采用混凝土或水作为屏蔽材料，屏蔽体体积庞大；核潜艇对空间尺寸要求严格，且距离工作人员较近，一般采用水、钢、聚乙烯等屏蔽材料，通过整体密闭外加一次二次水屏蔽系统，铅合金属屏蔽系统，足够厚的外壳等，加上加厚舱壁作为独立舱室，用以保证工作人员的安全；空间核动力对体积重量要求严格，由于无人操作，一般采用影子屏蔽，只设置某一个角度的屏蔽体用以保护电子元器件，且屏蔽标准较为宽松。
小型反应堆以其体积小重量轻、安全性高、运行灵活、适应性强、用途广泛等优势，逐渐受到各国的广泛关注。小型反应堆往往采用一体化布置方案，体积和重量是其重要的衡量标准，一般要求其体积尽可能小、重量尽可能轻，同时由于小型反应堆更贴近用户，对其屏蔽要求也更高，常规的如核潜艇屏蔽布置等方案已无法满足其体积重量要求，屏蔽体的体积和重量已严重影响了小型反应堆的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种屏蔽一体化反应堆及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种屏蔽一体化反应堆，包括反应堆容器以及分别设置在所述反应堆容器内的堆芯、堆芯围筒、堆内屏蔽体、换热器和主泵，所述堆芯设置在所述堆芯围筒内，所述堆内屏蔽体环设在所述堆芯围筒周侧，所述堆内屏蔽体与所述反应堆容器之间预留有用于填充冷却剂的间隔，所述换热器和主泵分别设置在所述堆内屏蔽体内且分别与间隔连通，所述换热器和所述主泵中分别含有中子吸收材料。
本发明的有益效果是：本发明利用堆芯围筒内的堆芯发热，然后利用主泵驱动冷却剂流动，使堆芯热量传递给换热器，再利用工质将换热器的热量传递出去；通过在换热器和主泵中设置中子吸收材料，在不改变换热器和主泵正常功能的前提下，提高换热器和主泵的屏蔽性能，减少堆芯产生的中心向外泄漏，降低反应堆容器的辐照损伤；将换热器和主泵设置在堆内屏蔽体中，在堆芯内填充堆内屏蔽体，可以减少堆外屏蔽体的体积，有利于反应堆的减重，使屏蔽一体化反应堆做到小型轻量化。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述中子吸收材料涂覆在所述换热器表面，或所述中子吸收材料添加在所述换热器的结构材料中。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以有效提高换热器的屏蔽性能，减少活性区的中子泄漏，还可以降低反应堆容器的中子注量，减少反应堆容器材料辐照损伤，提高其使用寿命，提高经济性；还能够减少堆外屏蔽体的体积和重量，做到小型轻量化。
进一步，所述中子吸收材料涂覆在所述主泵表面，或所述中子吸收材料添加在所述主泵的结构材料中。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以有效提高主泵的屏蔽性能，减少活性区的中子泄漏，还可以降低反应堆容器的中子注量，减少反应堆容器材料辐照损伤，提高其使用寿命，提高经济性；还能够减少堆外屏蔽体的体积和重量，做到小型轻量化。
进一步，所述中子吸收材料包括含锂材料、含硼材料和含钆材料中的一种或几种。
进一步，所述堆内屏蔽体的屏蔽外壳为金属壳体，内部封装有屏蔽材料，所述金属壳体中的钴含量＜50ppm。
采用上述进一步方案的有益效果是：降低材料的活化水平，使得停堆后维修人员能够在较短时间内近距离接触反应堆。
进一步，所述屏蔽材料包括中子屏蔽材料，或者屏蔽中子和光子的复合屏蔽材料，或者由中子屏蔽材料和光子屏蔽材料交替而成的符合屏蔽材料。
进一步，所述换热器和主泵分别为若干个，若干所述换热器和若干主泵均匀布置，且所述换热器相对于所述主泵对称布置。
采用上述进一步方案的有益效果是：将换热器相对于主泵对称布置，可以将冷却剂有效循环，有利于热量的快速均匀传递。
进一步，所述堆内屏蔽体中设有若干轴向贯通的安装通道，所述换热器和所述主泵分别设置在对应的所述安装通道内。
采用上述进一步方案的有益效果是：方便将主泵和换热器安装在堆内屏蔽体中。
进一步，所述中子吸收材料添加在所述换热器或所述主泵的结构材料中，添加方法：选取中子吸收材料粉末和结构材料粉末进行混合，混合后的粉末研磨后置于模具中进行烧结和后处理得到所述换热器或主泵。
一种屏蔽一体化反应堆的制备方法，包括以下步骤：
S1，选用不锈钢卷制若干筒状壳体、屏蔽内壳和屏蔽外壳，所述屏蔽内壳的内径大于所述堆芯围筒外径，所述屏蔽外壳外径小于所述反应堆容器内径；
S2，在两块连接板上分别开设若干与所述筒状壳体尺寸对应的通孔，将若干所述筒状壳体一端先焊接在其中一块连接板的通孔上，同时将屏蔽内壳和屏蔽外壳一端也焊接在同一块连接板上，使若干所述筒状壳体均位于所述屏蔽内壳和所述屏蔽外壳之间；
S3，在屏蔽内壳、屏蔽外壳以及所述筒状壳体形成的间隙中填充屏蔽材料，再将另一块连接板上的通孔与若干所述筒状壳体另一端对应焊接，再将屏蔽内壳和屏蔽外壳另一端焊接在该块连接板上，将屏蔽材料封装住，获得堆内屏蔽体；将设有堆芯的堆芯围筒安装在所述屏蔽内壳中，将换热器和主泵分别设于所述筒状壳体中，然后再置于反应堆容器中。
本发明的有益效果是：本发明利用堆芯围筒内的堆芯发热，然后利用主泵驱动冷却剂流动，使堆芯热量传递给换热器，再利用工质将换热器的热量传递出去；将换热器和主泵设置在堆内屏蔽体中，在堆芯内填充堆内屏蔽体，可以减少堆外屏蔽体的体积，有利于反应堆的减重，使屏蔽一体化反应堆做到小型轻量化。
进一步，所述换热器的制备方法包括，在换热器表面涂覆中子吸收材料或在换热器结构材料中添加中子吸收材料；
所述主泵的制备方法包括，在主泵表面涂覆中子吸收材料或在主泵结构材料中添加中子吸收材料。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以有效提高换热器和主泵的屏蔽性能，减少活性区的中子泄漏，还可以降低反应堆容器的中子注量，减少反应堆容器材料辐照损伤，提高其使用寿命，提高经济性；还能够减少堆外屏蔽体的体积和重量，做到小型轻量化。
附图说明
图1为本发明屏蔽一体化反应堆的剖面结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
200、反应堆容器；201、堆芯；202、堆芯围筒；203、堆内屏蔽体；204、换热器；205、主泵；206、冷却剂。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种屏蔽一体化反应堆，包括反应堆容器200以及分别设置在所述反应堆容器200内的堆芯201、堆芯围筒202、堆内屏蔽体203、换热器204和主泵205，所述堆芯201设置在所述堆芯围筒202内，所述堆内屏蔽体203环设在所述堆芯围筒202周侧，所述堆内屏蔽体203与所述反应堆容器200之间预留有用于填充冷却剂206的间隔，所述换热器204和主泵205分别设置在所述堆内屏蔽体203内且分别与间隔连通，所述换热器204和所述主泵205中分别含有中子吸收材料。所述堆芯围筒202可选用无上下盖板的圆柱形结构，所述换热器204选用圆柱形结构；所述反应堆容器200也可选用能够承受较大压力的U型筒体结构，并可采用双层结构。
本实施例利用堆芯围筒内的堆芯发热，然后利用主泵驱动冷却剂流动，使堆芯热量传递给换热器，再利用工质将换热器的热量传递出去；通过在换热器和主泵中设置中子吸收材料，在不改变换热器和主泵正常功能的前提下，提高换热器和主泵的屏蔽性能，减少堆芯产生的中心向外泄漏，降低反应堆容器的辐照损伤；将换热器和主泵设置在堆内屏蔽体中，在堆芯内填充堆内屏蔽体，可以减少堆外屏蔽体的体积，有利于反应堆的减重，使屏蔽一体化反应堆做到小型轻量化。
实施例2
如图1所示，本实施例的一种屏蔽一体化反应堆，包括反应堆容器200以及分别设置在所述反应堆容器200内的堆芯201、堆芯围筒202、堆内屏蔽体203、换热器204和主泵205，所述堆芯201设置在所述堆芯围筒202内，所述堆内屏蔽体203环设在所述堆芯围筒202周侧，所述堆内屏蔽体203与所述反应堆容器200之间预留有用于填充冷却剂206的间隔，所述换热器204和主泵205分别设置在所述堆内屏蔽体203内且分别与间隔连通，所述换热器204和所述主泵205中分别含有中子吸收材料。所述堆芯围筒202可选用无上下盖板的圆柱形结构，所述换热器204选用圆柱形结构；所述反应堆容器200也可选用能够承受较大压力的U型筒体结构，并可采用双层结构。
本实施例的所述中子吸收材料涂覆在所述换热器204表面，或所述中子吸收材料添加在所述换热器204的结构材料中。可以有效提高换热器的屏蔽性能，减少活性区的中子泄漏，还可以降低反应堆容器的中子注量，减少反应堆容器材料辐照损伤，提高其使用寿命，提高经济性；还能够减少堆外屏蔽体的体积和重量，做到小型轻量化。
本实施例的所述中子吸收材料涂覆在所述主泵205表面，或所述中子吸收材料添加在所述主泵205的结构材料中。可以有效提高主泵的屏蔽性能，减少活性区的中子泄漏，还可以降低反应堆容器的中子注量，减少反应堆容器材料辐照损伤，提高其使用寿命，提高经济性；还能够减少堆外屏蔽体的体积和重量，做到小型轻量化。
本实施例的所述中子吸收材料包括含锂材料、含硼材料和含钆材料中的一种或几种。
本实施例的所述堆内屏蔽体203的屏蔽外壳为金属壳体，内部封装有屏蔽材料，所述金属壳体中的钴含量＜50ppm。本实施例的所述屏蔽材料包括中子屏蔽材料，或者屏蔽中子和光子的复合屏蔽材料，或者由中子屏蔽材料和光子屏蔽材料交替而成的符合屏蔽材料。
本实施例的所述换热器204和主泵205分别为若干个，若干所述换热器204和若干主泵205均匀布置，且所述主泵205相对于所述换热器204对称布置。将主泵相对于换热器对称布置，可以将冷却剂有效循环，有利于热量的快速均匀传递。具体的，如图1所示，所述换热器204的个数为4个，所述主泵205的个数为两个，且两个主泵205沿反应堆容器200的径向对称布置，四个换热器204以两个主泵205为中线对称布置在主泵205两侧。
本实施例的所述堆内屏蔽体203中设有若干轴向贯通的安装通道，所述换热器204和所述主泵205分别设置在对应的所述安装通道内。堆内屏蔽体203为预留有换热器204和主泵205空间的厚圆环状结构，堆内屏蔽体203内侧靠近堆芯围筒，为圆柱状结构，堆芯屏蔽体203外侧也为圆柱状结构，双层圆柱状结构开设有若干个(例如5个、6个、8个等，具体个数可以根据需要进行选择)圆柱形的安装通道，用于容纳换热器和主泵结构，安装通道内有金属壳体，使得堆内屏蔽体203内部填充的屏蔽材料不与冷却剂直接接触，方便将主泵和换热器安装在堆内屏蔽体中。
本实施例的所述中子吸收材料添加在所述换热器204或所述主泵205的结构材料中，添加方法：选取中子吸收材料粉末和结构材料粉末进行混合，混合后的粉末研磨后置于模具中进行烧结和后处理得到所述换热器或主泵。
本实施例利用堆芯围筒内的堆芯发热，然后利用主泵驱动冷却剂流动，使堆芯热量传递给换热器，再利用工质将换热器的热量传递出去；通过在换热器和主泵中设置中子吸收材料，在不改变换热器和主泵正常功能的前提下，提高换热器和主泵的屏蔽性能，减少堆芯产生的中心向外泄漏，降低反应堆容器的辐照损伤；将换热器和主泵设置在堆内屏蔽体中，在堆芯内填充堆内屏蔽体，可以减少堆外屏蔽体的体积，有利于反应堆的减重，使屏蔽一体化反应堆做到小型轻量化。
实施例3
本实施例的屏蔽一体化反应堆的制备方法，包括以下步骤：
S1，选用不锈钢卷制若干筒状壳体、屏蔽内壳和屏蔽外壳，所述屏蔽内壳的内径大于所述堆芯围筒202外径，所述屏蔽外壳外径小于所述反应堆容器200内径；
S2，在两块连接板上分别开设若干与所述筒状壳体尺寸对应的通孔，将若干所述筒状壳体一端先焊接在其中一块连接板的通孔上，同时将屏蔽内壳和屏蔽外壳一端也焊接在同一块连接板上，使若干所述筒状壳体均位于所述屏蔽内壳和所述屏蔽外壳之间；
S3，在屏蔽内壳、屏蔽外壳以及所述筒状壳体形成的间隙中填充提前预制好形状的屏蔽材料，再将另一块连接板上的通孔与若干所述筒状壳体另一端对应焊接，再将屏蔽内壳和屏蔽外壳另一端焊接在该块连接板上，将屏蔽材料封装住，获得堆内屏蔽体203；将设有堆芯201的堆芯围筒202安装在所述屏蔽内壳中，将换热器204和主泵205分别设于所述筒状壳体中，然后再置于反应堆容器200中。两个连接板都采用圆环板。
其中，所述换热器204的制备方法包括，在换热器204表面涂覆中子吸收材料或在换热器204结构材料中添加中子吸收材料；所述主泵205的制备方法包括，在主泵205表面涂覆中子吸收材料或在主泵205结构材料中添加中子吸收材料。将中子吸收材料添加在所述换热器204或所述主泵205的结构材料中，具体为，选取中子吸收材料粉末和结构材料粉末进行混合，混合后的粉末研磨后置于模具中进行烧结和后处理得到所述换热器204或主泵205。可以有效提高换热器和主泵的屏蔽性能，减少活性区的中子泄漏，还可以降低反应堆容器的中子注量，减少反应堆容器材料辐照损伤，提高其使用寿命，提高经济性；还能够减少堆外屏蔽体的体积和重量，做到小型轻量化。
所述中子吸收材料可以选用氧化钆，具体操作时，首先将氧化钆研磨成粉末，并将结构材料研磨成粉末，选取若干份氧化钆粉末(例如2-10份，可选用5份)和若干份结构材料粉末(例如90-98份，可选用95份)进行混合，混合后的粉末再次进行研磨，研磨成混合粉；将混合粉置于所需形状的模具中，并进行烧结，烧结完成后进行打磨、清洁或其他机械加工，得到所需要的换热器204结构及主泵205结构。也可以直接将氧化钆涂覆在主泵205和换热器204表面。
本实施例利用堆芯围筒内的堆芯发热，然后利用主泵驱动冷却剂流动，使堆芯热量传递给换热器，再利用工质将换热器的热量传递出去；将换热器和主泵设置在堆内屏蔽体中，在堆芯内填充堆内屏蔽体，可以减少堆外屏蔽体的体积，有利于反应堆的减重，使屏蔽一体化反应堆做到小型轻量化。采用添加有中子吸收材料的换热器和主泵，能够减小堆芯泄漏的中子，减少堆外屏蔽体的体积和重量，做到小型轻量化。减小压力容器所承受的中子辐照，减少材料辐照损伤，延长使用寿命，提高经济性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，包括反应堆容器以及分别设置在所述反应堆容器内的堆芯、堆芯围筒、堆内屏蔽体、换热器和主泵，所述堆芯设置在所述堆芯围筒内，所述堆内屏蔽体环设在所述堆芯围筒周侧，所述堆内屏蔽体与所述反应堆容器之间预留有用于填充冷却剂的间隔，所述换热器和主泵分别设置在所述堆内屏蔽体内且分别与间隔连通，所述换热器和所述主泵中分别含有中子吸收材料。
2.根据权利要求1所述一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，所述中子吸收材料涂覆在所述换热器表面，或所述中子吸收材料添加在所述换热器的结构材料中。
3.根据权利要求1所述一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，所述中子吸收材料涂覆在所述主泵表面，或所述中子吸收材料添加在所述主泵的结构材料中。
4.根据权利要求1所述一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，所述中子吸收材料包括含锂材料、含硼材料和含钆材料中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，所述堆内屏蔽体的屏蔽外壳为金属壳体，内部封装有屏蔽材料，所述金属壳体中的钴含量＜50ppm。
6.根据权利要求5所述一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，所述屏蔽材料包括中子屏蔽材料，或者屏蔽中子和光子的复合屏蔽材料，或者由中子屏蔽材料和光子屏蔽材料交替而成的符合屏蔽材料。
7.根据权利要求1所述一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，所述换热器和主泵分别为若干个，若干所述换热器和若干主泵均匀布置，且所述换热器相对于所述主泵对称布置；所述堆内屏蔽体中设有若干轴向贯通的安装通道，所述换热器和所述主泵分别设置在对应的所述安装通道内。
8.根据权利要求1所述一种屏蔽一体化反应堆，其特征在于，所述中子吸收材料添加在所述换热器或所述主泵的结构材料中，添加方法为选取中子吸收材料粉末和结构材料粉末进行混合，混合后的粉末研磨后置于模具中进行烧结和后处理得到所述换热器或主泵。
9.一种屏蔽一体化反应堆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，选用不锈钢卷制若干筒状壳体、屏蔽内壳和屏蔽外壳，所述屏蔽内壳的内径大于堆芯围筒外径，所述屏蔽外壳外径小于反应堆容器内径；
S2，在两块连接板上分别开设若干与所述筒状壳体尺寸对应的通孔，将若干所述筒状壳体一端先焊接在其中一块连接板的通孔上，同时将屏蔽内壳和屏蔽外壳一端也焊接在同一块连接板上，使若干所述筒状壳体均位于所述屏蔽内壳和所述屏蔽外壳之间；
S3，在屏蔽内壳、屏蔽外壳以及所述筒状壳体形成的间隙中填充屏蔽材料，再将另一块连接板上的通孔与若干所述筒状壳体另一端对应焊接，再将屏蔽内壳和屏蔽外壳另一端焊接在该块连接板上，将屏蔽材料封装住，获得堆内屏蔽体；将设有堆芯的堆芯围筒安装在所述屏蔽内壳中，将换热器和主泵分别设于所述筒状壳体中，然后再置于反应堆容器中。
10.根据权利要求9所述一种屏蔽一体化反应堆的制备方法，其特征在于，所述换热器的制备方法包括，在换热器表面涂覆中子吸收材料或在换热器结构材料中添加中子吸收材料；
所述主泵的制备方法包括，在主泵表面涂覆中子吸收材料或在主泵结构材料中添加中子吸收材料。
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CN116313178B (zh) * 2023-04-13 2024-03-22 中国原子能科学研究院 反应堆及其反应性控制系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188093A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Toshiba Corp 液体金属冷却型原子炉および液体金属冷却型原子力プラント
CN108922643A (zh) * 2018-07-20 2018-11-30 中广核研究院有限公司 一种紧凑布置小型堆反应堆一回路总体结构
CN110706830A (zh) * 2019-10-18 2020-01-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种屏蔽换热功能一体化的屏蔽

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB964841A (en) * 1962-02-14 1964-07-22 Atomic Energy Authority Uk Nuclear reactors cooled by liquid metal
KR101791758B1 (ko) * 2012-11-26 2017-11-20 조인트 스탁 컴퍼니 ″아크메-엔지니어링″ 액체 금속 냉각제를 갖는 원자로
CN205984290U (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 新核（北京）能源科技有限公司 池式结构反应堆
CN106205749B (zh) * 2016-08-29 2018-06-15 北京新核清能科技有限公司 核反应堆系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188093A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Toshiba Corp 液体金属冷却型原子炉および液体金属冷却型原子力プラント
CN108922643A (zh) * 2018-07-20 2018-11-30 中广核研究院有限公司 一种紧凑布置小型堆反应堆一回路总体结构
CN110706830A (zh) * 2019-10-18 2020-01-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种屏蔽换热功能一体化的屏蔽

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